1.2.4　电场储能

(1)物理电容器

在两金属板之间存在绝缘介质的一种电路元件。电容器利用两个导体之间的电场来储存能量,两导体所带的电荷大小相等,但符号相反。电极本身是导体,两个电极之间由被称为绝缘体的介电质隔开。

(2)电化学电容器

它是一种将物理电容器和电池相结合形成的储能器件。该器件工作过程包含两种原理:①利用电极和电解质之间形成的界面双电层来存储能量。当电极和电解液接触时,由于库仑力、分子间力或者原子间力的作用,在固液界面上出现稳定的、符号相反的界面双电层;②在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电化学活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附、脱附过程,产生与电极充电电位有关的电容。电化学电容器的储能过程不发生化学反应,具有物理可逆性,可以反复充放电数十万次。与传统的电容器相比,电化学电容器具有更高的比容量;与电池相比,具有更高的比功率、可瞬间释放大电流、充电时间短、充电效率高、循环使用寿命长、无记忆效应和基本免维护等优点[17]。

(3)超导储能

超导储能是利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置,它不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能,还可以通过电力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率,用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。超导储能的优点很多,主要是功率大、质量轻、体积小、损耗小、反应快等[18]。